Inhomogene systemegenskaber og eksempler

den inhomogene system er en, der på trods af dens tilsyneladende homogenitet kan egenskaberne variere i bestemte steder i rummet. Luftens sammensætning, for eksempel, selvom det er en homogen blanding af gasser, ændres alt efter højden.

Men hvad er et system? Et system defineres generelt som et sæt af indbyrdes forbundne elementer, der fungerer som en helhed. Det kan også tilføjes, at dets elementer griber ind i fællesskab for at opfylde en bestemt funktion. Dette er tilfældet med fordøjelses-, kredsløbs-, nervøs-, endokrine, nyre- og åndedrætssystemer.

Et system kan dog være så enkelt som et glas med vand (øverste billede). Bemærk at tilsætning af en blækdråbe brydes ned i farverne og spredes i hele vandmængden. Dette er også et eksempel på et inhomogent system.

Når systemet består af et bestemt rum uden præcise grænser som et fysisk objekt, så taler vi om et materielt system. Matter præsenterer et sæt egenskaber som masse, volumen, kemisk sammensætning, densitet, farve osv..

indeks

• 1 Egenskaber og tilstander af et system
  • 1.1 De omfattende egenskaber
  • 1.2 Intensive egenskaber  
  • 1.3 Materiel
• 2 Karakteristik af de homogene, heterogene og inhomogene systemer
  • 2.1 Ensartet system
  • 2.2 - heterogent system
  • 2.3 - Inhomogent system
• 3 Eksempler på inhomogene systemer
  • 3.1 En dråbe blæk eller farvestof i vand
  • 3.2 Ripples af vand
  • 3.3 Inspiration
  • 3.4 Udløb
• 4 referencer

Egenskaber og tilstande af et system

Materialets fysiske egenskaber er opdelt i omfattende egenskaber og intensive egenskaber.

De omfattende ejendomme

De afhænger af størrelsen af ​​den undersøgte prøve, for eksempel dens masse og dens volumen.

De intensive egenskaber  

De er dem, der ikke varierer med størrelsen af ​​den undersøgte prøve. Blandt disse egenskaber er temperatur, densitet og koncentration.

Materiel

På den anden side afhænger et system også af den fase eller tilstand, hvor sagen er relateret til de nævnte egenskaber. Således præsenterer sagen tre fysiske tilstande: fast, gasformig og flydende.

Et materiale kan præsentere et eller flere fysiske tilstande; sådan er tilfældet af flydende vand i ligevægt med is, et suspenderet faststof.

Karakteristik af homogene, heterogene og inhomogene systemer

Homogent system

Det homogene system er karakteriseret ved at have den samme kemiske sammensætning og de samme intensive egenskaber i hele dens forlængelse. Det præsenterer en enkelt fase, der kan være i fast tilstand, flydende tilstand eller gasform.

Eksempler på det homogene system er: rent vand, alkohol, stål og sukker opløst i vand. Denne blanding udgør det, der kaldes en sand opløsning, karakteriseret ved at have opløst stof en diameter på mindre end 10 millimikres, idet den er stabil til tyngdekraft og ultracentrifugering.

-Heterogent system

Det heterogene system præsenterer forskellige værdier for nogle af de intensive egenskaber på forskellige steder i det pågældende system. Stederne adskilles af diskontinuitetsflader, som kan være membranstrukturer eller overflader af partiklerne.

Brøndispersionen af ​​lerpartikler i vand er et eksempel på et heterogent system. Partiklerne opløses ikke i vandet og forbliver i suspension, mens omrøringen af ​​systemet opretholdes.

Når agitationen ophører, sætter lerpartiklerne sig under tyngdekraften.

Ligeledes er blod et eksempel på et heterogent system. Det udgøres af plasmaet og en cellegruppe, blandt hvilke er erythrocytterne, adskilt fra plasmaet ved deres plasmamembraner, der fungerer som overflader af diskontinuitet.

Plasmen og det indre af erytrocytter har forskelle i koncentrationen af ​​visse elementer som natrium, kalium, chlor, bicarbonat osv..

-Inhomogent system

Det er kendetegnet ved at have forskelle mellem nogle af de intensive egenskaber i forskellige dele af systemet, men disse dele adskilles ikke af veldefinerede diskontinuitetsflader..

Diskontinuitet overflader

Disse diskontinuitetsoverflader kan for eksempel være plasmamembranerne, som adskiller det cellulære interiør fra dets miljø eller vævene, der dækker et organ.

Det siges, at overflader i et uhomogent system ikke er synlige eller bruger ultramikroskopi. Punkterne i det inhomogene system separeres hovedsageligt af luft og vandige opløsninger i biologiske systemer.

Mellem to punkter i det inhomogene system kan der for eksempel være en koncentrationsforskel for et element eller en forbindelse. En forskel i temperatur kan også forekomme mellem punkterne.

Diffusion af energi eller materiel

Under de ovennævnte omstændigheder forekommer et passivt flow (som ikke kræver energiforbrug) af materie eller energi (varme) mellem systemets to punkter. Derfor vil varme migrere til køligere områder og materiale til mere fortyndede områder. Dermed mindskes forskellene i koncentration og temperatur takket være denne diffusion.

Spredningen sker ved hjælp af den enkle diffusionsmekanisme. I dette tilfælde afhænger det fundamentalt af eksistensen af ​​en gradient af koncentration mellem to punkter, afstanden der adskiller dem og den lethed at krydse midten mellem punkterne.

For at opretholde forskellen i koncentrationen mellem systemets punkter kræver en forsyning af energi eller materiel, da koncentrationerne vil være ens i alle punkter. Derfor vil det inhomogene system blive et homogent system.

unsteadiness

Et kendetegn for at skille sig ud af det inhomogene system er dets ustabilitet, hvorfor i mange tilfælde kræver det en energiforsyning til vedligeholdelse.

Eksempler på inhomogene systemer

En dråbe blæk eller farvestof i vand

Ved at tilsætte en dråbe farvestof til vandets overflade, vil koncentrationen af ​​farvestoffet i begyndelsen være højere på overfladen af ​​vandet.

Derfor er der en forskel i koncentrationen af ​​farvestoffet mellem overfladen af ​​glaset af vand og de underliggende punkter. Derudover er der ingen diskontinuitet overflade. Så det er i sidste ende et uhomogent system.

Derefter diffunderes farvestoffet som følge af eksistensen af ​​en koncentrationsgradient mod væskens sinus, indtil koncentrationen af ​​farvestoffet i alt vandet i glasset er udlignet, reproducerende det homogene system.

Vandets krusninger

Ved at smide en sten på overfladen af ​​en dams vand opstår der en forstyrrelse, der formerer sig i form af koncentriske bølger fra stenens slagsted.

Stenen på påvirkninger af en række vandpartikler overfører dem energi. Derfor er der en energiforskeling mellem partiklerne i første omgang i kontakt med sten og resten af ​​vandmolekyler på overfladen.

I fravær af en diskontinuitetsoverflade i dette tilfælde er det observerede system inhomogen. Den energi, der produceres af stenens påvirkning, forplantes på vandets overflade i form af en bølge og når resten af ​​vandmolekylerne på overfladen.

inspiration

Inspirationsfasen af ​​åndedrættet opstår kort på følgende måde: Når de inspirerende muskler samler sig, især membranen, forekommer en udvidelse af thoraxburet. Dette har som følge heraf en tendens til at øge alveolusvolumenet.

Alveolar distension giver et fald i intraalveolært lufttryk, hvilket gør det mindre end atmosfærisk lufttryk. Dette skaber en luftstrøm fra atmosfæren til alveolerne gennem luftkanalerne.

Derefter er der i begyndelsen af ​​inspirationen en trykforskel mellem næseborene og alveolerne, udover manglende eksistens af overflader af diskontinuitet mellem de nævnte anatomiske strukturer. Derfor er det foreliggende system inhomogen.

udløb

I udåndingsfasen forekommer det modsatte fænomen. Det intraleveolære tryk bliver større end atmosfæretrykket, og luften strømmer gennem luftpassagerne, fra alveolerne til atmosfæren, indtil udgangstrykket er udlignet.

Derefter er der ved begyndelsen af ​​udløb eksistensen af ​​en trykforskel mellem to punkter, lungalveolerne og næseborene. Derudover er der ingen overflader af diskontinuitet mellem de to anatomiske strukturer angivet, så dette er et inhomogent system.

referencer

1. Wikipedia. (2018). Materiale system. Hentet fra: en.wikipedia.org
2. Martín V. Josa G. (29. februar 2012). National University of Córdoba. Hentet fra: 2.famaf.unc.edu.ar
3. Kemi klasser. (2008). Fysisk-kemiske. Modtaget fra: clasesdquimica.wordpress.com
4. Jiménez Vargas, J. og Macarulla, J. M. Physiological Physicochemistry. 1984. Sjette udgave. Editorial Interamericana.
5. Ganong, W. F. Review of Medical Physiology. 2003 Twenty-first Edition. McGraw-Hill Companies, inc.